提起照明，人们马上会想到灯具店中那些五颜六色的各式灯具。尽管这些灯具的形态各异，但其照明的核心部分―――灯泡其实主要只有两种：白炽灯和荧光灯。不过，这种格局不久将会发生改变，因为照明领域的一颗新星―――发光二极管灯泡正在走向实用化阶段。
    发光二极管发明于20世纪60年代，在随后的数十年中，其基本用途是作为收录机等电子设备的指示灯。为了充分发挥发光二极管的照明潜力，近来，科学家开发出用于照明的新型发光二极管灯泡。这种灯泡具有效率高、寿命长的特点，可连续使用10万小时，比普通白炽灯泡长100倍。
    据估计，在全球范围内，发光二极管灯泡有90亿英镑的市场前景。在巨大商机的吸引下，一些灯泡生产商如菲利普公司等，已开始投资数百万镑，研究开发家庭用发光二极管灯泡。科学家预测，在未来5年，这种灯泡很可能成为下一代照明的主流产品。
    众所周知，自美国发明家托马斯.爱迪生发明白炽灯至今的100多年来，人们基本仍沿用爱迪生发明的技术生产白炽灯泡。灯泡的中间是一段金属钨丝，当电流通过时，钨丝受热激活灯泡中的气体发出光芒。但是，发光二极管灯泡无论在结构上还是在发光原理上，都与传统的白炽灯有着本质的不同。发光二极管是由数层很薄的搀杂半导体材料制成，一层带过量的电子，另一层因缺乏电子而形成带正电的“空穴”，当有电流通过时，电子和空穴相互结合并释放出能量，从而辐射出光芒。
    长期以来，人们之所以没有将发光二极管用于照明，主要是因为发光二极管通常只能发出红色光或黄色光，要想获得白色光，还必须制造出能发出蓝光的发光二极管。这样，红、黄、蓝三种光“混合”后，就产生出白光。
    现在，这个困扰人们的难题终于得到解决。科学家发现了一种新型半导体材料―――氮化镓，它在经过适当处理后就能发出蓝光。发蓝光的问题解决后，发白光的问题就有了希望。英国剑桥大学材料系的柯林.翰弗莱斯称，他们在实验中已研制出可发白光的发光二极管灯泡，这种灯泡发出的光线与阳光十分接近，具有良好的应用前景。他说，发光二极管灯泡以半导体为材料，因此，这种发光装置可以做的很小，只有几毫米，将其安装在墙壁或天花板上，如果不开灯，几乎察觉不到它们的存在，这样就免去了普通白炽灯需配上灯罩以防光线刺眼睛的麻烦。另外，这种灯泡的寿命很长，安上后几乎不用更换，今后人们也许会忘记换灯泡是怎么一回事。目前，他正在呼吁英国政府增加投入，以保证英国能在这一技术领域走在前列。
    除经久耐用外，这种灯泡在节能方面也有很大潜力。据计算，如果美国的灯泡中有一半使用发光二极管灯泡，则可关闭24座发电站，节省数十亿美元，二氧化碳的排放量也将明显下降。正因如此，美国已计划到2006年，所有的交通灯都使用发光二极管灯泡，这样每个交叉路口每年即可节省750美元。
    尽管这种灯泡好处多多，但要真正走入普通家庭还面临两大障碍。一是价格太高，现在每个灯泡的价格为30英镑，而普通白炽灯泡只有35便士，差距太大。二是目前还难以生产出适合家庭使用的发白光的灯泡。但开发商相信，这种灯泡的价格在今后5年内可以降到每个5英镑。届时，发光二极管灯泡将会从传统的电子设备指示灯中脱颖而出，成为照明领域的一颗新星。
    发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。
    它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管，它们的材料和主要特性大致如下表（准确的参数要看手册）：
    类型
    发光颜色
    最大工作电流（mA）
    一般工作电流（mA）
    正向压降
    磷化镓红色LED
    红
    50
    10
    2．3
    磷砷化镓LED
    红
    50
    10
    1．5
    碳化硅LED
    黄
    50
    10
    6
    磷化镓绿色LED
    绿
    50
    10
    2．3
    发光二极管的反向击穿电压约5伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。限流电阻R可用下式计算：
    R＝（F－UF）／IF
    式中E为电源电压，UF为LED的正向压降，IF为LED的一般工作电流。发光二极管的两根引线中较长的一根为正极，应按电源正极。有的发光二极管的两根引线一样长，但管壳上有一凸起的小舌，靠近小舌的引线是正极。
    与小白炽灯泡和氖灯相比，发光二极管的特点是：工作电压很低（有的仅一点几伏）；工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光）；抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。由于有这些特点，发光二极管在一些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示器。把它的管心做成条状，用7条条状的发光管组成7段式半导体数码管（图10－5），每个数码管可显示0～9十个数目字。
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